JPH0978236A - 酸化インジウム・すず透明導電膜の成膜方法 - Google Patents

酸化インジウム・すず透明導電膜の成膜方法

Info

Publication number
JPH0978236A
JPH0978236A JP7236412A JP23641295A JPH0978236A JP H0978236 A JPH0978236 A JP H0978236A JP 7236412 A JP7236412 A JP 7236412A JP 23641295 A JP23641295 A JP 23641295A JP H0978236 A JPH0978236 A JP H0978236A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transparent conductive
conductive film
gas
sputtering
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP7236412A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiro Takano
章弘 高野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP7236412A priority Critical patent/JPH0978236A/ja
Publication of JPH0978236A publication Critical patent/JPH0978236A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】薄膜太陽電池の透明電極に用いるITO膜を低
抵抗にして集電損失を低減し、下層との付着力を強化し
て耐候性を高める。 【解決手段】従来スパッタリングガスとして用いられた
Arガスに代わってXeガスを用いる。これにより、成
膜されたITO膜の抵抗率は、DCスパッタリング、R
Fスパッタリングのいずれの場合も低くなり、キャリア
密度も増大する。また、下層から剥離しにくくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜太陽電池の透
明電極などに用いられる酸化インジウム・すず(IT
O)透明導電膜の成膜方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ITO透明導電膜は、抵抗が比較的低い
ことと透明であることとの特徴から、幅広い応用が行わ
れている。特に、アモルファス半導体よりなる光電変換
層をもつ薄膜太陽電池の透明電極に用いられていること
はよく知られている。大面積の薄膜太陽電池から効率よ
く電力を取り出すための構造として、図3、図4に示さ
れるように複数の単位太陽電池セルを直列接続したもの
である。図3では、ガラスや透明高分子フィルムなどの
透光性絶縁基板11上に、ITOの薄膜からなる透明電
極41、42、43…を短冊状に形成し、その上に光起
電力発生部であるアモルファス半導体層領域31、3
2、33…を、次いでAlやAgなどの金属薄膜からな
る金属電極21、22、23…を形成したものである。
ここで、透明電極41、アモルファス半導体層31およ
び金属電極21の組合わせ、透明電極42、アモルファ
ス半導体層32および金属電極22の組合わせ等が各ユ
ニットセルを構成する。そして、一つのユニットセルの
金属電極の延長部51、52、53…が隣接するユニッ
トセルの透明電極の縁部と接触するように両電極および
アモルファス半導体層のパターンが形成されて、各ユニ
ットセルは直列に接続される。
【0003】図3に示す太陽電池は基板11を通して入
射する光により発電するが、図4に示すサブストレート
型太陽電池は反基板側から入射する光により発電する。
すなわちガラス板、高分子フィルム、あるいは金属フィ
ルムに絶縁膜を被覆したものなどの絶縁性基板12上
に、AlやAgなどの金属電極21、22、23…を短
冊状に形成し、その上に薄膜半導体層領域31、32、
33…を、次いで透明電極41、42、43…を短冊状
に形成したもので同様に複数のユニットセルが直列接続
されている。
【0004】このような透明電極形成のためのITO透
明導電膜の成膜は、真空中に放電ガスとしてArガスを
導入し、電極間に直流もしくは高周波電圧の印加により
グロー放電を発生させ、Ar+ を陰極上のITOターゲ
ットに衝突させてスパッタ現象をひき起こすことによっ
て行う。低抵抗のITO膜を得るには、その組成が化学
量論比よりずれたことが望ましい。そのために、直流電
圧印加によってグロー放電を起こす場合には、スパッタ
リングガスArに1〜2%程度、最大5%以下のO2
2 O、NO2 あるいはO3 等の酸化ガスを添加するこ
とが行われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図3あるいは図4に示
した透明電極41、42、43…は、光をより多く発電
層の半導体層31、32、33…に供給するために、そ
の透明度が重要となる。同時に、発電により発生したキ
ャリアを取り込む(集電する)電極となるため、その抵
抗率が十分低くならなければならない。さらに、太陽電
池などの製品は、数十年という保証期間を考慮しなけれ
ばならないため、ITO透明電極の耐候性の面から、下
層との付着力に優れたITO膜の形成を行う必要があ
る。特に、図4のような透明電極41、42、43…が
露出するサブストレート型太陽電池に使用するITO透
明導電膜は、たかだか100〜300nm程度の膜厚し
かなく、デバイス最表面に形成されるため、薄膜付着
力、耐候性に優れたものを使用しなければならない。
【0006】本発明の目的は、上述の要求に対応し、低
抵抗でかつ下層との付着力の高いITO透明導電膜の成
膜方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、ITOよりなるターゲットを用い、ス
パッタリングガス中にグロー放電を発生させて基板上に
成膜するITO透明導電膜の成膜方法において、スパッ
タリングガスにXeを主体としたガスを用いるものとす
る。従来のArガスをスパッタリングガスとして用いた
場合に比し、Xeガスをスパッタリングガスとして用い
て成膜したITO膜の抵抗率が低いことが確かめられ
た。その理由はまだ解明されていない。また、下層との
付着力も高くなることが剥離試験で確かめられた。そし
て、マグネトロン・スパッタリング装置を用いることが
よい。マグネトロン・スパッタリングは被着速度が高
く、10-3Torr台の高真空で数百Vの電圧で放電で
きるため、成膜基板への荷電粒子衝撃による損傷がな
い。グロー放電のためには、電極間に直流電圧を印加し
ても、高周波電圧を印加してもよい。直流電圧を印加す
るDCスパッタリングの場合、スパッタリングガスに酸
化ガスを添加することがよい。DCスパッタリングの際
には、酸化ガスの添加がITOの組成を化学量論比より
ずらして低抵抗化することに有効であるは、Arガスを
スパッタリングガスとして用いたときと同様である。高
周波電圧を印加するRFスパッタリングでは、ITO成
長表面へのイオンボンバードメントによってDCスパッ
タリングより低抵抗の膜が得られるが、さらに、スパッ
タリングガスにXeガスを用いることにより、Arガス
を用いたよりもITOの高いキャリア密度がヒータ設定
温度200℃ないし350℃で得られることが確かめら
れた。また、ITOのホール移動度も、ヒータ設定温度
300℃以下の低温成膜の場合に、Xeガスを用いるこ
とによってArガスを用いるよりも高い値になることが
確かめられた。これらの方法で成膜されたITO透明導
電膜は、低抵抗で薄膜付着力が高いので、この成膜方法
を薄膜太陽電池の透明電極形成のために行うことが有効
である。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の実施は、従来のスパッタ
リング法に対してスパッタリングガスを変更するだけで
あるので、スパッタリング装置、ターゲット材料等は従
来のものを使用する。成膜条件は、得られるITO透明
導電膜の特性に対応して若干の変更を要することもあ
る。スパッタリングガスとして、Xeの一部をArで置
き換えてもよい。酸化ガスとしては、従来同様、O2
外にN2 O、NO2 あるいはO3を用いることができ
る。
【0009】
【実施例】マグネトロンスパッタリングスパッタリング
装置を用い、SnO2 を10wt%含むITOターゲッ
トを取付けた陰極と基板を加熱するために190℃に温
度を設定したヒータを内蔵した陽極とを、ターゲット基
板間距離50mmとなるように対向させた。スパッタリ
ングガスとしてArおよびXeを用いたが、いずれもO
2 を1〜2%添加した。陽極・陰極間の印加電圧は直流
で、Arの場合460V、Xeの場合690Vであり、
放電電流は、それぞれ0.45Aおよび0.3Aであっ
た。形成されたITO透明導電膜の抵抗率は、放電ガス
がAr/O2混合ガスの場合2.63×104 Ωcmで
あるのに対し、Xe/O2 混合ガスの場合2.49×1
4 Ωcmであり、抵抵抗化が達成できた。
【0010】次に、両極間に13.56MHZ の高周波
電圧を印加するRFスパッタリングを行ったときの抵抗
率のヒータ設定温度依存性を図1に示す。この場合は、
スパッタリングガスのArガスおよびXeガスにはO2
を添加しない。線1がXeガス、線2がArガスの場合
である。比較のために、Ar/O2 ガスをスパッタリン
グガスとして、DCスパッタリングにより形成したIT
O透明導電膜のデータを線3として示している。図示し
ないが、Xe/O2 ガスをスパッタリングとしてDCス
パッタリングを行った場合は、線3よりやや下側にあ
る。RFスパッタリングでは、ITO成長表面へのイオ
ンボンバードメントが生じ、DCスパッタリングよりも
低抵抗なITO透明導電膜が形成できる。さらに、スパ
ッタリングガスとしてArの代わりにXeガスを用いる
ことにより、その抵抗率を低下できていることが確認で
きる。Xeを用いた効果は、RFスパッタリングの方が
DCスパッタリングより顕著に現れた。図2には、それ
ぞれの方法により形成したITO透明導電膜のホール測
定により求めたキャリア密度のヒータ設定温度依存性を
図1と同様に線1、2、3で示す。ITO透明導電膜の
抵抗率の低下は、主にキャリア密度の増加により引き起
こされていることが確認でき、成膜方法により、これら
の物性を制御できる。図5は、それぞれのITO膜のホ
ール移動度のヒータ設定温度依存性である。Xeガスを
スパッタリングガスとして、RFスパッタリングにより
ITO薄膜を形成した場合、特に、低いヒータ設定温度
でも高いホール移動度が達成されており、低温プロセス
として、非常に有効な手段であることが確認できる。
【0011】次に、薄膜付着力の検討のため、ITO透
明導電膜形成スパッタリング装置のヒータ内蔵の陽極上
に設けたサセプタの表面に、1〜5μm厚のITO膜を
上記の各方法で形成し、その付着力を試験した。付着力
は、ITO膜上に粘着テープを貼り着け、それを引き剥
がした際にITO膜が剥離するか否かによって判定し
た。また、ITO膜を約1μmも厚く成膜したとき、剥
離が起こるか否かを肉眼観察により判定した。その結
果、DCスパッタリングにより形成したITO透明導電
膜より、RFスパッタリングにより形成したITO透明
導電膜の方が剥離しにくく、薄膜付着力に優れているこ
とが明らかとなった。同時に、Arを主体とするスパッ
タリングガスにより形成したITO透明導電膜より、X
eを主体とするスパッタリングガスにより形成したIT
O透明導電膜の方が、薄膜付着力に優れていることが明
らかとなった。
【0012】
【発明の効果】本発明によれば、スパッタリングガスに
従来のArガスに代わってXeガスを用いることによ
り、DCスパッタリング、RFスパッタリングのいずれ
においても従来より低抵抗のITO透明導電膜を形成す
ることが可能となった。この成膜方法も用いると、同時
に、薄膜付着力に優れた、すなわち、耐候性に優れたI
TO透明導電膜を得ることができた。そして、このよう
な低抵抗かつ高信頼性のITO透明導電膜を低温プロセ
スにより形成できることになり、特に薄膜太陽電池の透
明電極形成に適用して、集電の際の抵抗損失を低減し、
長寿命を保証可能にすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例および比較例により成膜された
ITO透明導電膜の抵抗率とヒータ設定温度との関係線
【図2】本発明の実施例および比較例により成膜された
ITO透明導電膜のキャリア密度とヒータ設定温度との
関係線図
【図3】本発明に実施例より成膜されるITO透明導電
膜を用いる薄膜太陽電池の一例の断面図
【図4】本発明に実施例より成膜されるITO透明導電
膜を用いる薄膜太陽電池の他の例の断面図
【図5】本発明の実施例および比較例により成膜された
ITO透明導電膜のホール移動度とヒータ設定温度との
関係線図
【符号の説明】
1 RFスパッタリング(Xeガス) 2 RFスパッタリング(Arガス) 3 DCスパッタリング(Ar/O2 ガス)
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 31/04 H

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】酸化インジウム・すずよりなるターゲット
    を用い、スパッタリングガス中にグロー放電を発生させ
    て基板上に成膜する酸化インジウム・すず透明導電膜の
    成膜方法において、スパッタリングガスにキセノンを主
    体としたガスを用いることを特徴とする酸化インジウム
    ・すず透明導電膜の成膜方法。
  2. 【請求項2】マグネトロン・スパッタリング装置による
    請求項1記載の酸化インジウム・すず透明導電膜の成膜
    方法。
  3. 【請求項3】グロー放電発生のために電極間に直流電圧
    を印加する請求項1あるいは2記載の酸化インジウム・
    すず透明導電膜の成膜方法。
  4. 【請求項4】スパッタリングガスに酸化ガスを添加する
    請求項3記載の酸化インジウム・すず透明導電膜の成膜
    方法。
  5. 【請求項5】グロー放電発生のために電極間に高周波電
    圧を印加する請求項1あるいは2記載の酸化インジウム
    ・すず透明導電膜の成膜方法。
  6. 【請求項6】薄膜太陽電池の透明電極形成のために行う
    請求項1ないし5のいずれかに記載の酸化インジウム・
    すず透明導電膜の成膜方法。
JP7236412A 1995-09-14 1995-09-14 酸化インジウム・すず透明導電膜の成膜方法 Withdrawn JPH0978236A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7236412A JPH0978236A (ja) 1995-09-14 1995-09-14 酸化インジウム・すず透明導電膜の成膜方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7236412A JPH0978236A (ja) 1995-09-14 1995-09-14 酸化インジウム・すず透明導電膜の成膜方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0978236A true JPH0978236A (ja) 1997-03-25

Family

ID=17000381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7236412A Withdrawn JPH0978236A (ja) 1995-09-14 1995-09-14 酸化インジウム・すず透明導電膜の成膜方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0978236A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6344608B2 (en) 1998-06-30 2002-02-05 Canon Kabushiki Kaisha Photovoltaic element
JP2003517183A (ja) * 1999-12-17 2003-05-20 インスティチュート オブ マテリアルズ リサーチ アンド エンジニアリング Oledデバイスの品質向上のために改善された透明電極材料
WO2012043570A1 (ja) 2010-09-29 2012-04-05 東ソー株式会社 酸化物焼結体及びその製造方法、スパッタリングターゲット、酸化物透明導電膜及びその製造方法、並びに太陽電池
JP2013175555A (ja) * 2012-02-24 2013-09-05 Tohoku Univ 電界効果型薄膜トランジスタの製造方法及び酸化物半導体膜の形成方法
JPWO2023042844A1 (ja) * 2021-09-17 2023-03-23

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6344608B2 (en) 1998-06-30 2002-02-05 Canon Kabushiki Kaisha Photovoltaic element
JP2003517183A (ja) * 1999-12-17 2003-05-20 インスティチュート オブ マテリアルズ リサーチ アンド エンジニアリング Oledデバイスの品質向上のために改善された透明電極材料
WO2012043570A1 (ja) 2010-09-29 2012-04-05 東ソー株式会社 酸化物焼結体及びその製造方法、スパッタリングターゲット、酸化物透明導電膜及びその製造方法、並びに太陽電池
US9399815B2 (en) 2010-09-29 2016-07-26 Tosoh Corporation Sintered oxide material, method for manufacturing same, sputtering target, oxide transparent electrically conductive film, method for manufacturing same, and solar cell
JP2013175555A (ja) * 2012-02-24 2013-09-05 Tohoku Univ 電界効果型薄膜トランジスタの製造方法及び酸化物半導体膜の形成方法
JPWO2023042844A1 (ja) * 2021-09-17 2023-03-23
JP2025024115A (ja) * 2021-09-17 2025-02-19 日東電工株式会社 透明導電性フィルム

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5922142A (en) Photovoltaic devices comprising cadmium stannate transparent conducting films and method for making
US5453134A (en) Solar cell
EP0781076B1 (en) Transparent conductive laminate and electroluminescence element
EP0060363B1 (en) Method of manufacture of a pin amorphous silicon semi-conductor device
JPS6184076A (ja) 光起電力装置
WO2004065656A1 (ja) Ito薄膜、その成膜方法、透明導電性フィルム及びタッチパネル
US20100193352A1 (en) Method for manufacturing solar cell
WO2001045182A1 (en) Improved transparent electrode material for quality enhancement of oled devices
KR20030064604A (ko) 투명 도전성 필름과 그 제조방법 및 그것을 사용한일렉트로루미네센스 발광소자
JP3419108B2 (ja) 薄膜太陽電池の製造方法
EP0321136B1 (en) Low light level solar cell
CN105517335A (zh) 一种触控屏线路板
JP2002231984A (ja) 透明導電膜の成膜方法、半導体層の欠陥領域補償方法、光起電力素子、及びその製造方法
JPH0733301Y2 (ja) 光電変換装置
US20040157351A1 (en) Method of producing photovoltaic element
JP4461923B2 (ja) p型透明酸化物膜の成膜方法
CN217690518U (zh) 一种双面黑化铜导电膜
JP3346119B2 (ja) 銀系の薄膜構造
JP2001156317A (ja) 光起電力素子及びその製造方法
CN114927261A (zh) 一种双面黑化铜导电膜及其制备方法
JP2815688B2 (ja) 薄膜太陽電池の製造方法
JP3229547B2 (ja) 太陽電池およびその製造方法
JPS6343798Y2 (ja)
CN114300571A (zh) 一种柔性单晶薄膜光电探测器件及其制备方法
JP2001118516A (ja) プラズマディスプレイパネル用電極及びその形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040224

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040309

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20040510